中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法技术

本发明专利技术公开一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法，该方法用于中近程搜索雷达发射信号脉冲重复周期、宽窄脉冲宽度设计。本发明专利技术解决了过去通过试探方法寻找宽、窄脉冲宽度问题，通过对宽、窄脉冲探测距离的推导，给出了宽、窄脉冲宽度比值与发射信号占空比α、衔接系数γ，σ小，σ大的关系，可以直接计算出宽、窄脉冲宽度比值取值范围。相比常规试探方法，本发明专利技术中的方法可以直接找出最优宽、窄脉冲宽度比值。

Design Method of Width-Narrow Pulse Width Ratio for Mid-Short Range Search Radar Transmitted Signal

The invention discloses a design method of the width-narrow pulse width ratio of the transmitting signal of medium-short range search radar, which is used to design the pulse repetition period and the width-narrow pulse width of the transmitting signal of medium-short range search radar. The invention solves the problem of searching for wide and narrow pulse width by exploratory method in the past. By deducing the detection distance of wide and narrow pulse, the relationship between the ratio of wide and narrow pulse width and the duty cycle of transmitting signal alpha, cohesion coefficient gamma, small_and large_is given, and the range of the ratio of wide and narrow pulse width can be calculated directly. Compared with the conventional test method, the method in the present invention can directly find out the optimum width to narrow pulse width ratio.

【技术实现步骤摘要】
中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法
本专利技术属于雷达
，具体涉及中近程搜索雷达发射信号参数设计，应用于中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度设计，从而便于快速合理的找出最优宽窄脉冲宽度比。
技术介绍
中近程搜索雷达为了解决最小探测距离和最大探测威力的矛盾，发射信号常选用宽、窄两种脉冲宽度的脉冲信号，宽脉冲信号负责对远区空域的探测，窄脉冲信号负责对近区空域的探测。两种脉冲宽度的回波信号共用接收时段，发射信号的时序如图1所示。由于宽脉冲和窄脉冲共用接收区间，为了区分两种脉冲的回波，往往采用不同的信号形式和信号频率。采用宽、窄脉冲信号后，要解决不同RCS目标宽、窄脉冲探测距离的有效衔接问题，发射信号脉冲重复周期选择问题，宽、窄脉冲宽度设计等一系列问题。目前还没有相关文献给出如何选择宽、窄脉冲宽度比值，相关
是通过试探的方法给出宽窄脉冲宽度设计。试探方法首先根据雷达的威力得到发射信号脉冲重复周期及宽脉冲宽度，根据最小探测距离求出窄脉冲宽度，然后计算探测目标RCS范围内宽窄脉冲雷达威力覆盖范围，如果宽窄脉冲探测距离无法衔接，重新调整宽窄脉冲宽度，如此循环直至找到满足要求的宽窄脉冲宽度。试探方法计算量大、效率低，找到的满足要求的宽窄脉冲宽度没有进行优化，本专利技术通过公式推导给出了宽窄脉冲宽度比值取值范围，选取比值最大值即可得到最优宽窄脉冲宽度比。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法。技术方案一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据占空比α、衔接系数γ、雷达探测目标RCS的最小值σ小和最大值σ大，计算宽脉冲与窄脉冲时宽比值β的取值范围：步骤2：β取满足要求的最大值，计算σ大对应雷达作用距离Rmax_宽：其中，Pt为发射峰值功率，Gt为发射天线增益，Gr为接收天线增益，λ为波长，σ为目标有效反射面积，k为波尔兹曼常数，D0(1)为检测因子，Ts为接收系统等效噪声温度，Ls为系统损耗，T为波束驻留时间；步骤3：根据Rmax_宽计算脉冲重复周期t：Rmax_宽≈t(1-α)×150×106步骤4：由占空比α、脉冲重复周期t、宽脉冲与窄脉冲时宽比值β值求出宽窄脉冲宽度：有益效果本专利技术提出的一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法，具有的有益效果是：1)公式(17)给出了宽、窄脉冲宽度比值与发射信号占空比α、衔接系数γ，σ小，σ大的关系，可以直接计算出宽、窄脉冲宽度比值取值范围；2)解决了过去通过试探方法寻找宽、窄脉冲宽度的问题；3)通过公式(5)、公式(10)、公式(17)可以更合理的设计雷达发射信号参数。附图说明图1发射信号时序图图2宽、窄脉冲探测范围示意图具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：根据雷达方程：其中：Pt：发射峰值功率τ：发射脉冲宽度Gt：发射天线增益Gr：接收天线增益λ：波长σ：目标有效反射面积Ii：积累改善因子k：波尔兹曼常数Ts：接收系统等效噪声温度D0(1)：检测因子Ls：系统损耗假设：宽脉冲与窄脉冲时宽比值为：β，脉冲重复周期为：t波束驻留时间为：T发射信号占空比为：α，则：将公式(2)，公式(3)代入公式(1)，可得：将公式(2)，公式(4)代入公式(1)，可得：设：则：由图2可知，由于窄脉冲信号时宽小，因此宽脉冲探测距离不模糊时最大探测距离为：Rmax_宽≈t(1-α)×150×106(10)窄脉冲距离探测要大于等于发射脉冲信号盲区，因此：Rmax_窄≥tα×150×106(11)实际中由于存在方向图失配损失，窄脉冲距离探测要大于等于发射脉冲信号探测盲区的γ倍，γ定义为衔接系数，γ的取值由系统各参数决定，因此：Rmax_窄≥tαγ×150×106(12)雷达探测对象一般包括固定翼飞机、武装直升机、无人机、巡航导弹等典型目标，目标的RCS一般由0.01m2至2m2不等，有些雷达要求探测目标的RCS范围更宽。理想的信号形式，可以实现对所有典型目标的有效探测，宽、窄脉冲探测距离也能很好的衔接。本方法通过公式推导，给出了在设定RCS范围情况下宽、窄脉冲宽度比值取值范围，解决了过去通过试探方法找出宽、窄脉冲宽度的一般方法。假设雷达探测目标RCS的范围为σ小～σ大，如果采用同一组发射信号，要满足宽、窄脉冲探测距离的衔接，就要同时满足以下条件：σ大目标的探测距离需满足Rmax_宽≈t(1-α)×150×106，σ小目标的探测距离需满足Rmax_窄≥tα×150×106，将公式(8)代入公式(10)，将公式(9)代入公式(12)，因此：由公式(13)可推导出：将公式(15)代入公式(14)可推导出：由公式(16)可推导出：由公式(5)及公式(17)可以得出：发射信号占空比α、衔接系数γ确定情况下，σ小越小，σ大越大，β越小，Rmax_宽越小。因此，雷达探测目标RCS的范围越大，大目标的探测距离就越近，这往往是我们不希望的；β越大，Rmax_宽越大，β取满足要求的最大值。本方法通过公式推导给出了中近程搜索雷达发射信号宽、窄脉冲宽度比值与发射信号占空比α、衔接系数γ，σ小，σ大的关系，可以直接计算出宽、窄脉冲宽度比值取值范围。可以合理设计发射信号脉冲重复周期、宽窄脉冲宽度。具体实施步骤如下：1)确定雷达发射信号占空比、衔接系数以及探测目标RCS范围，即确定占空比α、衔接系数γ，σ小和σ大；2)根据以上参数，由公式(17)计算出β取值范围；3)β取满足要求的最大值，根据公式(5)计算σ大对应雷达作用距离Rmax_宽；4)根据公式(10)可以求出脉冲重复周期t；5)根据公式(3)、(4)由占空比α、脉冲重复周期t，β值求出宽窄脉冲宽度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据占空比α、衔接系数γ、雷达探测目标RCS的最小值σ小和最大值σ大，计算宽脉冲与窄脉冲时宽比值β的取值范围：

【技术特征摘要】
1.一种中近程搜索雷达发射信号宽窄脉冲宽度比设计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据占空比α、衔接系数γ、雷达探测目标RCS的最小值σ小和最大值σ大，计算宽脉冲与窄脉冲时宽比值β的取值范围：步骤2：β取满足要求的最大值，计算σ大对应雷达作用距离Rmax_宽：其中，Pt为发射峰值功率，Gt为发射天线增益，Gr为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延暴，郝小宁，周永伟，张群逸，邱天，高恒，张艳艳，王晓辉，董普靠，李海鹏，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61